KR101284493B1 - 광학 포인팅 장치 및 광학 네비게이션 센서에 의한 실행방법 - Google Patents

광학 포인팅 장치 및 광학 네비게이션 센서에 의한 실행방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 광학 네비게이션 센서(310/106)와, 광학 네비게이션 센서의 작동 높이를 조정하는 조정 모듈(adjustment module)(300/412)을 포함하는 광학 포인팅 장치(optical pointing device)(10)가 제공된다.

Description

광학 포인팅 장치 및 광학 네비게이션 센서에 의한 실행 방법{PROGRAMMABLE LIFT RESPONSE FOR AN OPTICAL NAVIGATION DEVICE}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광학 포인팅 장치를 도시하는 평면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라서 도 1에 도시된 광학 포인팅 장치의 주요 구성 요소를 도시하는 블록도.
도 3(a) 내지 도 3(d)은 본 발명의 일실시예에 따라서 도 1 및 도 2에 도시된 광학 포인팅 장치의 광학 네비게이션 센서를 조정하는 것을 도시하는 블록도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라서 도 1 및 도 2에 도시된 광학 포인팅 장치의 광학 네비게이션 센서를 조정하는 시스템을 도시하는 블록도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라서 도 1 및 도 2에 도시된 광학 포인팅 장치의 광학 네비게이션 센서를 조정하는 방법을 나타내는 흐름도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라서 도 1 및 도 2에 도시된 광학 포인팅 장치의 광학 네비게이션 센서의 모멘텀 모드를 구현하는 방법을 나타내는 흐름도.
도 7(a)은 본 발명의 일실시예에 따라서 도 1 및 도 2에 도시된 광학 포인팅 장치의 광학 네비게이션 센서에 대한 통상적 모드를 나타내는 그래프.
도 7(b)은 본 발명의 일실시예에 따라서 도 1 및 도 2에 도시된 광학 포인팅 장치의 광학 네비게이션 센서에 대한 모멘텀 모드를 나타내는 그래프.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 광학 포인팅 장치 106 : 광학 네비게이션 센서
107 : 디지털 입/출력 회로 108 : 네비게이션 프로세서
112 : 아날로그-디지털 컨버터 114 : 광검출기 어레이
116 : 광원 구동 회로 111 : 메모리
컴퓨터 및 그 디스플레이의 이용을 위한 수동 작동형 포인팅 장치의 사용은 거의 전세계적으로 되어가고 있다. 여러 타입의 포인팅 장치 중 하나의 형태로는 통상적(기계적) 마우스가 있는데, 이것은 상호 작용하는 마우스 패드와 함께 사용된다. 전형적으로 기계적 마우스는 마우스가 이동할 때 마우스 패드 상에서 굴러가는 고무 표면을 갖는 스틸 볼(steel ball)을 포함한다. 마우스 내부에는 롤러(rollers) 또는 휠(wheels)이 존재하고, 이들은 그 균분원(equator)에서 볼과 접촉하여, 그 회전을 마우스 움직임의 직교 성분을 나타내는 전기적 신호로 변환한다. 이러한 전기적 신호는 컴퓨터에 결합되고, 여기에서 소프트웨어는 신호에 응답하여 마우스의 이동에 따라서 포인터(커서)의 디스플레이된 위치를 ΔX 및 ΔY만큼 변경시킨다.
통상의 기계적 마우스 등과 같은 기계적 타입의 포인팅 장치에 추가하여, 광 학 포인팅 장치가 개발되어 왔다. 한가지 형태의 광학 포인팅 장치에서는, 볼 등과 같은 기계적 구성 요소의 이동을 이용하는 것 대신에, 손가락 또는 데스크탑 등과 같은 이미징 표면과, 광학 포인팅 장치 내의 광 검출기 사이의 상대 이동을 광학적으로 감지하고 이동 정보로 변환한다.
사용자가 광학 포인팅 장치의 동작을 맞춤화할 수 있게 하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 일실시예는 광학 네비게이션 센서(optical navigation sensor)와, 이러한 광학 네비게이션 센서의 작동 높이를 조정하는 조정 모듈(adjustment module)을 포함하는 광학 포인팅 장치를 제공한다.
이하의 상세한 설명에서는, 본 발명의 일부를 형성하고, 본 발명이 실현될 수 있는 특정한 실시예를 일례로서 나타내는 도면을 참조하였다. 이와 관련하여, 설명되는 도면(들)의 방향을 참조하여 "상부", "하부", "전방", "후방" 등과 같은 방향적 용어를 이용하였다. 본 발명의 실시예의 구성 요소는 다수의 상이한 방향으로 배치될 수 있기 때문에, 방향적 용어는 예시를 목적으로 이용되었고, 어떤 방식으로도 한정하지 않는다. 본 발명의 범주를 벗어나지 않으면서 다른 실시예가 활용될 수 있고, 구조적 또는 논리적 변경이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이 다. 그러므로, 이하의 상세한 설명은 한정의 의미로 이해되는 것이 아니고, 본 발명의 범주는 첨부된 청구항에 의해 정의된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광학 포인팅 장치(10)를 도시하는 평면도이다. 도시된 실시예에서, 광학 포인팅 장치(10)는 광학 마우스이다. 포인팅 장치(10)는 플라스틱 케이스(12), 좌측 버튼(LB)(14A), 우측 버튼(RB)(14B) 및 광학 네비게이션 센서(플라스틱)를 포함한다. 광학 네비게이션 센서(106)는 플라스틱 케이스(12)에 의해 덮여있고, 그에 따라 도 1에서는 점선으로 도시되어 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 포인팅 장치(10)는 도 2를 참조하여 이하에 보다 상세하게 설명되어 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 광학 포인팅 장치(10)의 주요 구성 요소를 도시하는 블록도이다. 광학 포인팅 장치(10)는 광학 네비게이션 센서(106), 광원(118) 및 렌즈(120)를 포함한다. 광학 네비게이션 센서(106)는 디지털 입/출력 회로(107), 네비게이션 프로세서(108), 아날로그-디지털 컨버터(ADC)(112), 광검출기 어레이(광 어레이)(114) 및 광원 구동 회로(116)를 포함한다. 네비게이션 프로세서(108)는 메모리(111)를 포함한다. 일실시예에서, 광학 포인팅 장치(10)는 데스크탑 퍼스널 컴퓨터, 워크스테이션, 휴대형 컴퓨터 또는 다른 장치를 위한 광학 마우스이다. 다른 실시예에서, 광학 포인팅 장치(10)는 광학 지문 움직임 감지 포인팅 장치(optical fingerprint motion sensing pointing device) 또는 다른 포인팅 장치로서 구성된다. 다른 실시예에서, 광원(118)의 세기는 제어된다.
작동 중에, 일실시예에 따르면, 광원(118)은 데스크탑 또는 다른 적절한 이 미징 표면인 네비게이션 표면(124) 상에 광(122)을 방출하고, 반사된 화상이 생성된다. 일실시예에서, 광원(118)은 발광 다이오드(light emitting diode : LED)이다. 다른 실시예에서, 광원(118)은 레이저이다. 광원(118)은 구동 회로(116)에 의해 제어되고, 구동 회로(116)는 제어 라인(110)을 통해 네비게이션 프로세서(108)에 의해 제어된다. 일실시예에서, 제어 라인(110)은 네비게이션 프로세서(108)에 의해 이용되어 구동 회로(116)가 온(ON) 및 오프(OFF)로 전원이 공급되게 하고, 그에 따라 광원(118)이 온 및 오프로 전원이 공급되게 한다.
표면(124)으로부터 반사된 광은 렌즈(120)에 의해 광검출기 어레이(114)로 조사된다. 광검출기 어레이(114) 내의 각각의 광검출기는 광검출기에 입사하는 광의 세기에 기초하여 그 크기가 변하는 신호를 제공한다. 광검출기 어레이(114)로부터의 신호는 아날로그-디지털 컨버터(112)로 출력되는데, 이 컨버터(112)는 신호를 적절한 해상도의 디지털 값(예를 들면, 8비트)으로 변환한다. 디지털 값은 데스크탑의 일부분 또는 광학 포인팅 장치(10) 아래의 다른 네비게이션 표면 또는 이미징 표면에 대한 디지털 화상 또는 디지털 표현을 나타낸다. 아날로그-디지털 컨버터(112)에 의해 생성된 디지털 값은 네비게이션 프로세서(108)에 출력된다. 네비게이션 프로세서(108)에 의해 수신된 디지털 값은 메모리(111) 내에 프레임으로서 저장된다.
광검출기 어레이(114)의 전체 크기는 여러 형상을 갖는 화상을 수신할 수 있을 정도로 충분히 큰 것이 바람직하다. 이러한 공간적 형상을 갖는 화상은 광학 포인팅 장치(10)가 네비게이션 표면(124) 상에서 이동할 때 변환된 화소 정보의 패 턴을 생성한다. 어레이(114) 내에서 광검출기의 개수 및 그 컨텐츠가 포착되고 디지털화된 프레임 레이트는 함께 광학 포인팅 장치(10)가 계속 트래킹(tracked)되면서 표면을 가로질러 이동하는 속도에 영향을 준다. 트래킹은 새로 포착된 샘플 프레임과 이전에 포착된 기준 프레임을 비교하여 이동의 방향과 양을 확인함으로써, 네비게이션 프로세서(108)에 의해 달성된다.
일실시예에서, 네비게이션 프로세서(108)는 순차적 프레임의 상호 상관(cross-correlation)을 실행하여 이동 정보를 결정한다. 본 발명의 일실시예에서, 프레임 중 하나의 전체 컨텐츠는 1 화소의 오프셋 시험 시프트(offset trial shift)(1 수직 상향(one over), 1 수직 상향 및 1 하향(one down), 1 하향, 1 상향(one up), 1 상향 및 1 수직 상향, 다른 방향으로의 1 수직 상향 등)에 의해 허용되는 8개의 방향 각각에 대해 한 픽셀의 거리만큼 연속적으로 네비게이션 프로세서(108)에 의해 시프트된다. 이것은 최대 8개의 시험을 추가한다. 또한, 어떠한 움직임도 없는 경우가 존재할 수 있으므로, 제 9 시험인 "시프트 없음(null shift)"도 이용된다. 각각의 시험 시프트 이후에, 서로 중첩되는 프레임의 부분은 네비게이션 프로세서(108)에 의해 곱해지거나 합해져서, 그 중첩 영역 내에서 유사성(상관)의 측정치를 형성한다. 다른 실시예에서, 더 큰 시험 시프트(예를 들면, 2 수직 상향 및 1 하향)를 이용할 수 있다. 최대 상관을 갖는 시험 시프트는 2개의 프레임 사이의 이동의 표시로서 간주될 수 있다. 다시 말해서, 이것은 크기 조절되고 누적된 원 이동 정보(raw movement information)를 제공하여 용이한 단위(convenient granularity)의 이동 정보(ΔX 및 ΔY)를 적절한 정보 교환 레이트로 제공하는데, 이 이동 정보는 데이터 및 제어 라인(104) 상의 디지털 입/출력 회로(107)에 의해서 호스트 장치에 출력된다. 광학 포인팅 장치(10)는 또한 데이터 및 제어 라인(104)을 통해 호스트 장치로부터 데이터 및 제어 신호를 수신하도록 구성된다.
일실시예에서, 광검출기 어레이(114)는 광검출기의 전하 누적 시간을 제어하는 전자 셔터(electronic shutter)를 포함한다. 전자 셔터가 "개방(open)"되면, 전하가 누적되고, 어레이(114) 내의 광검출기에 입사하는 광의 세기에 관련된 전압을 생성한다. 통합 시간의 종료 시에, 전자 셔터는 "폐쇄(closed)"되고, 추가적인 전하가 누적되지 않는다. 본 발명의 일실시예에서, 네비게이션 프로세서(108)는 제어 라인(115)을 이용하여 광검출기 어레이(114)의 전하 누적 시간을 제어하여, 적절한 노출을 보장하게 하고, 연속적인 화상이 유사한 노출을 갖게 보장하도록 구성된다. 일실시예에서, 네비게이션 프로세서(108)는 포착된 디지털 화상 데이터의 값을 검사하고, 너무 많은 최소값 또는 너무 많은 최대값이 존재하는지 여부를 판정한다. 너무 많은 최소값이 존재한다면, 네비게이션 프로세서(108)는 제어 라인(115)에 의해 광검출기 어레이(114)의 전하 누적 시간을 증가시킨다. 너무 많은 최대값이 존재한다면, 네비게이션 프로세서(108)는 광검출기 어레이(114)의 전하 누적 시간을 감소시킨다. 일실시예에서, 네비게이션 프로세서(108)는 각각의 포착된 디지털 화상 내에서 전체 화소를 평균화하고, 계산된 평균값에 기초하여 어레이(114)의 전하 누적 시간을 조정한다.
본 발명의 일실시예에서, 화상은 프레임 주기 동안에 광학 네비게이션 센서 (106)에 의해 포착되고 처리된다. 프레임 주기는 통합 단계, 아날로그-디지털(A/D) 변환 단계, 화상 처리 단계의 3개의 단계를 포함한다. 통합 단계 동안에, 광은 광검출기 어레이(114)에 의해 "수집"되고, 전하가 누적된다. A/D 변환 단계 동안에, 누적된 전하는 아날로그-디지털 컨버터(112)에 의해 디지털 데이터로 변환된다. 화상 처리 단계 동안에, 네비게이션 프로세서(108)는 디지털 화상 데이터를 처리하고, 증가형 ΔX, ΔY 이동 데이터를 생성하는데, 이 데이터는 호스트 장치에 출력된다. 일실시예에서, 각각의 프레임 주기 동안에, 네비게이션 프로세서(108)는 통합 단계 동안에는 광원(118)이 턴-온(turn on)되게 하고, A/D 변환 단계 및 화상 처리 단계 동안에는 턴-오프(turn off)되게 한다.
일실시예에서, 네비게이션 프로세서(108)는 표면 품질(surface quality : SQUAL) 값(113)을 계산하도록 구성되는데, 이 값은 메모리(111) 내에 저장된다. 일실시예에서, 네비게이션 프로세서(108)는 메모리(111) 내에 저장된 각각의 포착된 프레임을 검사하고, 프레임 내에 나타나는 표면 피처(surface features)의 개수를 식별한다. 네비게이션 프로세서(108)는 현재의 프레임에 대한 SQUAL 값(113)을 메모리(111) 내에 저장한다. 저장된 SQUAL 값(113)은 현재의 프레임 내에서 표면 피처의 식별된 개수를 나타낸다. 본 발명의 일실시예에서, 네비게이션 프로세서(108)는 각각의 포착된 화상 프레임에 대해 메모리(111) 내에 저장된 SQUAL 값(113)을 업데이트한다. 일실시예에서, 각각의 SQUAL 값(113)은 0 내지 255의 범위 내에 있다. 다른 실시예에서, SQUAL 값(113)은 표면 가항성(surface navigability)의 다른 측정치일 수 있다.
일실시예에 따른 표면 피처는 돌출부(ridges) 및 오목부(valleys) 또는 다른 결함에 의한 포착된 화상 내의 밝거나 어두운 영역 또는 표면(124) 내의 가시적인 콘트라스트 피처 등과 같이 네비게이션 표면(124)의 미시적 조직 또는 요철에 의해 유발된 포착된 화상 내에 발생하는 패턴을 포함하도록 정의된다. 광학 포인팅 장치(10)가 데스크탑 등과 같은 네비게이션 표면(124)으로부터 들어올려지면, 포착된 프레임 내에 작은 표면 피처가 나타나거나 나타나지 않을 것이고, SQUAL 값(113)은 제로에 가까울 것이다. "네비게이션 용이형(easy-to-navigate)" 표면(124) 상에서, 또한 광학 포인팅 장치(10)가 표면(124)으로부터 최적 거리에 있을 때, SQUAL 값(113)은 최대값에 근접한다. SQUAL 값(113)이 높아질수록, 네비게이션 계산을 수행하는 용도의 표면(124)의 품질이 높아진다.
일실시예에서, 네비게이션 프로세서(108)는 현재의 SQUAL 값(113)이 최소 임계값을 초과할 때에만 연속 화상 프레임의 상호 상관 및 이동 데이터의 계산을 포함하는 네비게이션 처리를 수행한다. 본 발명의 일실시예에서, 현재의 SQUAL 값(113)이 최소 임계값 미만이 되면, 네비게이션 프로세서(108)는 이동 데이터에 대해 제로 값을 출력하고, 현재의 SQUAL 값(113)이 다시 최소 임계값 이상으로 상승할 때까지 네비게이션 프로세스를 중단한다. SQUAL 값(113)이 다시 최소 임계값 이상으로 상승하면, 네비게이션 프로세서(108)는 네비게이션 프로세스를 재개한다. 일실시예에서, 네비게이션 프로세서(108)는 또한 현재의 SQUAL 값(113)에 기초하여 광원(118)을 제어하도록 구성된다. 본 발명의 여러 실시예에 따른 네비게이션 프로세서(108)에 의한 SQUAL 값(113)의 사용은 도 4 내지 도 6을 참조하여 이하에 상 세하게 설명될 것이다.
광학 포인팅 장치(10)는 네비게이션 표면(124) 상부의 소정 범위의 높이 내에서 유효하게 기능한다. 높이의 범위가 초과되면, 광학 포인팅 장치(10)는 트래킹될 네비게이션을 가능하게 하는 프레임을 적절히 포착하지 못할 것이다. 광학 포인팅 장치(10)가 유효하게 기능하게 하는 네비게이션 표면(124) 상부의 높이 범위는 본 명세서에서 광학 포인팅 장치(10)의 작동 높이로서 지칭된다.
광학 포인팅 장치(10)의 작동 높이는 네비게이션 표면(124)(예를 들면, 네비게이션 표면(124)의 규칙성 또는 균일성), 광학 네비게이션 센서(106)의 제조 허용 오차 및 하우징(12)의 설계를 포함하는 광학 포인팅 장치(10)의 전체 설계에 의존한다. 이러한 의존성에 기인하여, 광학 포인팅 장치(10)의 작동 높이는 변할 수 있고, 특정 사용자의 요구에 적합하지 않을 수 있다. 예를 들면, 광학 포인팅 장치(10)를 네비게이션 표면(124) 상에 재배치하도록 시도할 때, 사용자가 광학 포인팅 장치(10)를 광학 포인팅 장치(10)의 작동 높이 이상으로 리프팅하지 않는다면, 광학 포인팅 장치(10)에 의해 제어되는 포인터는 계속 이동하는 것이 바람직하지 않을 것이다. 이러한 경우에, 사용자는 광학 포인팅 장치(10)의 작동 높이를 조정하여 네비게이션 표면(124)으로부터 광학 포인팅 장치(10)가 리프팅되는 것에 응답하여 포인터가 이동하지 않도록 원할 수도 있다.
다른 예로서, 사용자가 마우스 피트(mouse feet) 또는 다른 부품을 하우징(12) 상에 설치하여 마우스 피트 또는 다른 부품이 네비게이션 표면(124)에 대한 광학 포인팅 장치(10)의 작동 높이가 초과되게 하는 경우에, 광학 포인팅 장치(10) 는 네비게이션의 트래킹을 허용하는 프레임을 적절히 포착하지 못할 수 있다. 이러한 경우에, 사용자는 광학 포인팅 장치(10)의 작동 높이를 조정하여 광학 포인팅 장치(10)가 마우스 피트 또는 다른 부품과 적절히 작동하도록 원할 수 있다.
도 3(a) 내지 도 3(d), 도 4 및 도 5는 광학 포인팅 장치(10)의 작동 높이의 조정을 허용하는 실시예를 나타낸다. 도 3(a) 내지 도 3(d)에서, 사용자 또는 제조업자는 하우징(12) 내에서 광학 네비게이션 센서(106), 광원(118), 및 렌즈(120)(전체적으로 광학 네비게이션 시스템(310)으로 지칭됨)의 배치를 조절함으로써 광학 포인팅 장치(10)의 작동 높이를 기계적으로 조정한다. 도 4 및 도 5에서, 사용자 또는 제조업자는 광학 네비게이션 센서(106)의 작동 파라미터를 조정함으로써 광학 포인팅 장치(10)의 작동 높이를 프로그래밍 가능하게 조정한다.
도 3(a) 내지 도 3(d)은 본 발명의 일실시예에 따른 광학 포인팅 장치(10)의 광학 네비게이션 시스템(310)에 대한 기계적 조정을 도시하는 블록도이다. 도 3(a) 내지 도 3(d)에 도시된 실시예에서, 광학 포인팅 장치(10)는 조정 모듈(300)을 포함한다. 조정 모듈(300)은 광학 네비게이션 시스템(310)에 대한 기계적 접속부(304)를 갖는 조정 메커니즘(302)을 포함한다. 조정 메커니즘(302)은 케이스(12) 내에 탑재되거나 내장된다. 조정 메커니즘(302)은 기계적 접속부(304)를 이용하여 광학 네비게이션 시스템(310)을 이동시키는 임의의 적절한 메커니즘일 수 있다. 예를 들면, 조정 메커니즘(302)은 스레드형(threaded) 조정 링 또는 슬라이드 바(slide bar)일 수 있다.
사용자는 조정 메커니즘(302)을 조정하여 네비게이션 표면(124)에 대해 광학 네비게이션 시스템(310)을 이동시킨다. 도 3(a)에서, 광학 네비게이션 시스템(310)은 네비게이션 표면(124)으로부터 제 1 거리(d1)만큼 위치된다. 사용자는 조정 메커니즘(302)을 조정하여 도 3(b)에 도시된 바와 같이 광학 네비게이션 시스템(310)과 네비게이션 표면(124) 사이의 거리를 증가시키는데, 도 3(b)에서 광학 네비게이션 시스템(310)은 네비게이션 표면(124)으로부터 제 1 거리(d1)보다 더 큰 제 2 거리(d2)에 위치된다. 또한, 사용자는 조정 메커니즘(302)을 조정하여 도 3(c)에 표시된 바와 같이 광학 네비게이션 시스템(310)과 네비게이션 표면(124) 사이의 거리를 감소시키는데, 도 3(c)에서 광학 네비게이션 시스템(310)은 네비게이션 표면(124)으로부터 제 1 거리(d1)보다 더 작은 제 3 거리(d3)에 위치된다.
도 3(a) 내지 도 3(d)에 도시된 바와 같이, 조정 메커니즘(302)은 광원(118) 및 렌즈(120)로부터 오프셋되게 하여 케이스(12)의 바닥에 내장된다. 다른 실시예에서, 조정 메커니즘(302)은 다른 위치(예를 들면, 케이스(12)의 상부 위 또는 부근이거나 케이스(12)의 측면 위 또는 부근)에 탑재되거나 내장될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라서 도 1 및 도 2에 도시된 광학 포인팅 장치의 광학 네비게이션 센서를 프로그램 방식으로 조정하는 시스템을 도시하는 블록도이다. 도 4에서, 처리 시스템(400)은 포트(406)를 이용하여 유선 또는 무선 접속부를 통해 광학 포인팅 장치(10)에 작동 가능하게 결합된다. 처리 시스템(400)은 메모리(404) 내에서 프로그램을 실행하도록 구성된 프로세서(402)를 포함한다. 프로그램은 광학 포인팅 장치(10)와 연관된 구동기(410)를 포함한다. 구동기(410)는 메모리(404) 내에 저장하기 전에 임의의 다른 휴대형 또는 비 휴대형 저장 매체 에 저장될 수 있다. 사용자는 키보드 및 디스플레이 장치 등과 같이 광학 포인팅 장치(10) 및 하나 이상의 입/출력 장치(408)를 이용하여 구동기(410)와 상호 작용한다. 광학 네비게이션 센서(106)는 조정 모듈(412)을 포함한다.
처리 시스템(400)을 이용하여, 사용자 또는 제조업자는 구동기(410)와 상호 작용하여 광학 네비게이션 센서(106)의 작동 높이가 조정 모듈(412)을 이용하여 조정될 수 있게 하는 파라미터를 제공한다. 구동기(410)는 사용자 또는 제조업자로부터 이러한 파라미터를 수신하고, 파라미터가 조정 모듈(412)에 제공되게 한다. 구동기(410)는 사용자가 광학 네비게이션 센서(106)의 작동 높이를 조정하는 프로세스에 있어서 사용자에게 그래프 또는 게이지 등과 같은 정보가 디스플레이 또는 제공될 수 있게 하여 사용자가 조정을 수행하는 것을 돕는다. 조정 모듈(412)은 레지스터(도시하지 않음) 등과 같이 조정 모듈(412)이 네비게이션 프로세서(108)에 의해 액세스될 수 있게 하는 메모리(111)의 일부분을 포함한다.
일실시예에서, 사용자 또는 제조업자에 의해 조정되는 파라미터는 SQUAL(113) 및 네비게이션 한도 파라미터와 연관된 임계치를 포함한다. 광학 네비게이션 센서(106)는 SQUAL(113) 및 네비게이션 한도 파라미터와 연관된 임계치를 이용하여, 광학 네비게이션 센서(106)가 이동 정보의 생성 및 제공을 중지하여 광학 포인팅 장치(10)에 의해 제어되는 포인터가 정지(freeze), 즉 이동을 멈추게 하는 조건을 결정한다.
다른 실시예에서, 사용자 또는 제조업자는 구동기(410)에 의해 제공되는 보정 기능을 선택하여 광학 네비게이션 센서(106)가 특정 네비게이션 표면(124)에 대 해 광학 포인팅 장치(10)의 기능을 최적화하게 한다. 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 광학 포인팅 장치(10)의 광학 네비게이션 센서(106)를 프로그래밍 방식으로 조정하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 5의 방법은 프로세서(402)에 의한 실행에 응답하여 구동기(410)에 의해 실행될 수 있다.
도 5에서, 블록(502)에 표시된 바와 같이 광학 네비게이션 센서(106)의 보정이 사용자 또는 제조업자에 의해 선택되었는지 여부에 대한 판정이 이루어진다. 광학 네비게이션 센서(106)의 보정이 선택되지 않았다면, 블록(502)의 기능은 나중에 실행될 것이다.
광학 네비게이션 센서(106)의 보정이 사용자에 의해 선택되었다면, 구동기(410)는 블록(504)에 표시된 바와 같이 광학 네비게이션 센서(106)를 조정하도록 사용자 또는 제조업자에게 촉구(prompt)한다. 일실시예에서, 구동기(410)는 광학 네비게이션 센서(106)를 이동시켜서 조정 데이터를 생성하도록 사용자 또는 제조업자에게 촉구한다. 다른 실시예에서, 구동기(410)는 광학 네비게이션 센서(106)의 스크롤 휠(도시하지 않음)을 조정하여 조정 데이터를 생성하도록 사용자 또는 제조업자에게 촉구한다. 구동기(410)는 광학 네비게이션 센서(106)에 의해 출력되는 조정 데이터 및 다른 정보를 검출하고, 조정 데이터 및 다른 정보를 이용하여 광학 네비게이션 센서(106)의 보정을 수행함으로써 블록(506)에 표시된 바와 같이 네비게이션 임계치를 조정한다. 네비게이션 임계치는 SQUAL(113) 및 네비게이션 한도 파라미터와 연관된 임계치를 포함할 수 있다.
블록(508)에 표시된 바와 같이 구동기(410)가 보정과 연관된 사용자 입력을 수신하는지 여부에 대한 판정이 이루어진다. 사용자 입력은 광학 포인팅 장치(10)의 작동 높이를 보다 정확하게 조정하기 위해 광학 포인팅 장치(10)의 사용자 또는 제조업자에 의해 제공된 광학 포인팅 장치(10)의 추가적인 조정을 포함할 수 있다. 구동기(410)가 보정과 연관된 사용자 입력을 수신하면, 블록(510)에 표시된 바와 같이 구동기(410)는 사용자 입력에 따라서 네비게이션 임계치를 조정한다.
도 4 및 도 5의 실시예를 이용하면, 사용자 또는 제조업자는 구동기(410)가 상이한 네비게이션 표면(124)과 연관된 네비게이션 파라미터를 저장하게 할 수 있다. 따라서, 사용자 또는 제조업자는 저장된 파라미터를 이용하여 광학 포인팅 장치(10)의 서로 다른 네비게이션 표면(124) 중에서 선택할 수 있다. 사용자 또는 제조업자는 또한 저장된 파라미터를 이용하여 특정한 처리 시스템(400)에 대해 서로 다른 광학 포인팅 장치(10)를 허용할 수 있다.
통상적 또는 표준적 작동 모드에서, 광학 네비게이션 센서(106)는 이동 정보를 출력하여 사용자가 광학 포인팅 장치(10)의 작동 높이를 초과하여 광학 포인팅 장치(10)를 네비게이션 표면(124)으로부터 리프팅하는 것에 응답하여 광학 포인팅 장치(10)에 의해 제어되는 포인터를 본질적으로 정지, 즉 이동 중단하게 한다. 예를 들면, 광학 네비게이션 센서(106)에 의해 제공되는 출력 정보에 따라서 사용자가 광학 포인팅 장치(10)를 네비게이션 표면(124)으로부터 리프팅하는 것에 응답하여 디스플레이 장치 내의 커서는 정지할 수 있다.
모멘텀 작동 모드에서, 광학 포인팅 장치(10)에 의해 제어되는 포인터는 리프트 이전에 포인터의 속도가 임계치를 초과한다면, 사용자가 광학 포인팅 장치 (10)의 작동 높이를 초과하여 광학 포인팅 장치(10)를 네비게이션 표면(124)으로부터 리프팅하는 것에 응답하여 사전 정의된 시간 주기 동안 계속 이동하게 할 수 있다. 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 광학 포인팅 장치(10)의 광학 네비게이션 센서에 대한 모멘텀 모드를 구현하는 방법을 도시하는 흐름도이다. 도 6에 도시된 방법은 네비게이션 프로세서(108)를 이용하는 광학 네비게이션 센서(106)에 의해 구현될 수 있다.
도 6에서, 블록(602)에 표시된 바와 같이 리프트가 검출되었는지 여부에 대한 판정이 이루어진다. 리프트는 네비게이션 표면(124)으로부터 광학 네비게이션 장치(10)의 리프트 또는 광학 네비게이션 센서(106)로부터 손가락 등과 같은 네비게이션 표면의 리프트를 포함할 수 있다. 일실시예에서, 광학 네비게이션 센서는 SQUAL 값(113)이 임계 값 미만이라는 것을 검출함으로써 광학 포인팅 장치(10)의 리프트를 검출한다. 다른 실시예에서, 광학 네비게이션 센서는 다른 방식으로 광학 포인팅 장치(10)의 리프트를 검출한다. 광학 포인팅 장치(10)의 리프트가 검출되지 않으면, 블록(602)의 기능은 나중에 반복된다.
리프트가 검출되면, 블록(604)에 표시된 바와 같이 광학 네비게이션 센서(106)가 모멘텀 작동 모드에 있는지 여부에 대한 판정이 광학 네비게이션 센서(106)에 의해 이루어진다. 광학 네비게이션 센서(106)는 광학 네비게이션 센서가 통상 작동 모드인지 모멘텀 작동 모드에 있는지를 나타내는 메모리(111) 내에 저장된 정보를 액세스함으로써 그것이 모멘텀 작동 모드에 있는지 여부를 판정한다.
광학 네비게이션 센서(106)가 모멘텀 작동 모드에 있지 않으면(즉, 광학 네 비게이션 센서(106)가 통상적 또는 표준적 작동 모드에 있으면), 광학 네비게이션 센서(106)는 이동 정보를 출력하여 블록(606)에 표시된 바와 같이 포인터를 정지시킨다. 도 7(a)은 본 발명의 일실시예에 따른 광학 포인팅 장치(10)의 광학 네비게이션 센서(106)에 대한 통상적 모드를 나타내는 그래프이다. 도 7(a)의 그래프(702)는 광학 포인팅 장치(10)에 의해 제어되는 포인터의 속도(v)를 시간(t)에 걸쳐 도시한다. 시간(ta) 이전에, 광학 네비게이션 센서(106)는 이동 정보를 출력하여 광학 포인팅 장치(10)에 의해 제어되는 포인터를 그래프(702)에 의해 표시된 속도로 이동시킨다. 시간(ta)에서, 광학 네비게이션 센서(106)는 사용자가 광학 포인팅 장치(10)를 리프팅한 것을 검출한다. 결과적으로, 광학 네비게이션 센서(106)는 이동 정보를 출력하여 포인터의 속도가 제로가 되도록, 다시 말해서 포인터가 정지되게 한다. 통상 작동 모드에서, 광학 네비게이션 센서(106)는 이동 정보를 출력하여 리프트 이전에 포인터의 속도에 무관하게 포인터를 정지시킨다.
광학 네비게이션 센서(106)가 블록(604)에서 판정된 바와 같이 모멘텀 작동 모드에 있으면, 블록(608)에 표시된 바와 같이 리프트 이전에 광학 포인팅 장치(10)의 높은 속도가 검출되었는지 여부에 대한 판정이 광학 네비게이션 센서(106)에 의해 이루어진다. 리프트 이전에 광학 포인팅 장치(10)의 속도가 임계치를 초과하였다면 광학 네비게이션 센서(106)는 광학 포인팅 장치(10)의 높은 속도를 검출한다. 광학 네비게이션 센서(106)는 리프트 이전에 검출된 이동 정보에 기초하여 속도를 계산한다. 이러한 속도는 리프트 이전의 시간 주기에 걸친 평균 속도이 거나, 리프트 이전에 소정 시간에서의 속도일 수 있다.
광학 포인팅 장치(10)의 높은 속도가 검출되지 않았다면, 광학 네비게이션 센서(106)는 블록(606)에 표시된 바와 같이 이동 정보를 출력하여 광학 포인팅 장치(10)에 의해 제어되는 포인터를 정지시킨다. 임계치 미만의 속도에 있어서, 광학 네비게이션 센서(106)는 포인터를 정지시키는 것에 의해 통상 모드와 유사하게 동작한다.
광학 포인팅 장치(10)의 높은 속도가 검출되었다면, 광학 네비게이션 센서(106)는 블록(610)에 표시된 바와 같이 이동 정보를 출력하여 광학 포인팅 장치(10)에 의해 제어되는 포인터를 계속 이동시킨다. 광학 네비게이션 센서(106)는 이동 정보를 출력하여 포인터가 사전 정의된 모멘텀 파라미터에 따라 계속 이동하게 한다. 모멘텀 파라미터는 광학 네비게이션 센서(106)가 리프트 이후에 포인터를 계속 이동시키는 함수를 정의한다. 이 함수는 예를 들면, 속도, 방향 및 리프트 이후에 포인터가 이동한 거리를 식별하는 지수 함수이거나 선형 함수일 수 있다.
도 7(b)은 본 발명의 일실시예에 따른 광학 포인팅 장치(10)의 광학 네비게이션 센서(106)의 모멘텀 모드를 나타내는 그래프이다. 도 7(b) 내의 그래프(712)는 광학 포인팅 장치(10)에 의해 제어되는 포인터의 속도(v)를 시간(t)에 걸쳐 나타낸다. 시간(tb) 이전에, 광학 네비게이션 센서(106)는 이동 정보를 출력하여 광학 포인팅 장치(10)에 의해 제어되는 포인터가 그래프(712)에 의해 표시된 속도로 이동하게 한다. 시간(tb)에서, 광학 네비게이션 센서(106)는 사용자가 광학 포인팅 장치(10)를 리프팅하는지를 검출한다. 결과적으로, 광학 네비게이션 센서(106)는 이동 정보를 출력하여 포인터의 속도가 시간(tb)과 시간(tc) 사이의 시간 주기에 걸쳐 제로가 되게 한다. 시간(tb)과 시간(tc) 사이의 시간 주기 동안에, 광학 네비게이션 센서(106)는 이동 정보를 출력하여 시간(tc)에서 속도가 제로에 도달할 때까지 포인터의 속도가 점차 감소되게 한다.
일실시예에서, 모멘텀 파라미터는 모멘텀 모드에서 리프트 이후에 포인터가 "미끄러지도록(skate)" 프로그래밍될 수 있다. "미끄러짐(skate)"은 속도가 제로에 도달하고 포인터가 정지할 때까지 리프트 이후에 소정 시간 주기 동안 (예를 들면, 선형 함수 또는 지수 함수인 속도 감쇄 함수에 따라서) 포인터가 계속 느려지는 경우에 발생한다.
다른 실시예에서, 모멘텀 파라미터는 모멘텀 모드에서 리프트 이후에 포인터를 "던지도록(throw)" 프로그래밍될 수 있다. "던짐(throw)"은 포인터가 예를 들면, 디스플레이 장치의 에지 또는 디스플레이 장치 내에서 구역의 경계 등과 같은 최대 위치에 도달할 때까지 리프트 동안에 연속적 속도 또는 가속적 속도로 포인터가 계속 이동하는 경우에 발생한다.
일실시예에 따르면 사용자가 광학 포인팅 장치(10)를 네비게이션 표면(124)에 되돌려놓은 후에, 광학 포인팅 장치(10)는 정규 동작으로 되돌아와서 광학 네비게이션 센서(106)에 의해 검출된 프레임에 기초하여 이동 정보를 출력한다.
광학 네비게이션 센서(106)에 의해 이용되는 모멘텀 파라미터는 도 4에 도시된 실시예를 이용하여 광학 포인팅 장치(10)의 사용자 또는 제조업자에 의해 프로그래밍될 수 있다. 사용자 또는 제조업자는 입/출력 장치(408)를 이용하여 구동기(410)와 상호 작용함으로써 모멘텀 파라미터를 제공한다. 구동기(410)는 모멘텀 파라미터가 광학 포인팅 장치(10)에 제공되고, 메모리(111)에 저장되게 한다. 사용자 또는 제조업자는 시간, 거리, 또는 속도 모멘텀 파라미터를 지정하여 특정 용도로 예를 들면, 특정 컴퓨터 게임용으로 광학 네비게이션 센서(106)를 맞춤화할 수 있다. 추가하여, 블록(608)에서 이용되는 임계 속도는 사용자 또는 제조업자에 의해 프로그래밍될 수 있다. 필요하다면, 사용자 또는 제조업자는 임계 속도를 낮은 값 예를 들면, 제로로 설정하여, 광학 네비게이션 센서(106)가 리프트가 발생되는 어떠한 시간에도 포인터가 계속 이동하게 하는 이동 정보를 출력하게 할 수 있다.
광학 네비게이션 센서(106)에 의해 실행되는 기능은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 그 임의의 조합에 의해 구현될 수 있다. 그 구현은 마이크로프로세서, 프로그래밍 가능 로직 장치 또는 상태 머신에 의해 이루어질 수 있다. 본 발명의 구성 요소는 하나 이상의 컴퓨터-판독 가능 매체 상의 소프트웨어에 속할 수 있다. 본 명세서에 이용된 컴퓨터-판독 가능 매체라는 용어는 플로피 디스크, 하드 디스크, CD-ROM, 플래시 메모리, 판독 전용 메모리(ROM) 및 랜덤 액세스 메모리 등과 같은 모든 종류의 메모리, 휘발성 또는 비휘발성 장치를 포함하도록 정의된다.
본 명세서에서는 특정한 실시예가 설명되고 도시되었으나, 당업자라면 본 발명의 범주를 벗어나지 않으면서 도시되고 설명된 특정 실시예를 다양한 대안 및/또는 등가물로 대체할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 본 출원은 본 명세서에 설명된 특정 실시예의 모든 변형 또는 수정을 포함하도록 의도되었다. 그러므로, 본 발명은 오로지 청구항 및 그 등가물에 의해서만 한정되도록 의도된 것이다.
본 발명은 광학 네비게이션 센서와, 이러한 광학 네비게이션 센서의 작동 높이를 조정하는 조정 모듈을 포함하는 광학 포인팅 장치를 제공하여, 사용자가 광학 포인팅 장치의 동작을 맞춤화할 수 있게 한다.

Claims (11)

  1. 광학 포인팅 장치(optical pointing device)로서,
    하우징과,
    상기 하우징 내에 포함된 광학 네비게이션 센서를 포함하되,
    상기 광학 네비게이션 센서는, 상기 하우징이 리프트되었다는 것을 검출하기 이전에 상기 광학 포인팅 장치의 속도가 임계치를 초과한다고 판정된 경우에만, 상기 하우징이 네비게이션 표면으로부터 리프트되었다는 검출에 응답하여 포인터가 계속 이동하게 하도록 처리 시스템에 이동 정보를 제공하도록 구성되고,
    상기 광학 네비게이션 센서는, 상기 하우징이 리프트되었다는 것을 검출하기 이전에 상기 광학 포인팅 장치의 속도가 상기 임계치를 초과하지 않는다고 판정된 경우에만, 상기 하우징이 상기 네비게이션 표면으로부터 리프트되었다는 검출에 응답하여 상기 포인터가 정지하게 하도록 상기 처리 시스템에 상기 이동 정보를 제공하도록 또한 구성되는
    광학 포인팅 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 네비게이션 센서는 상기 포인터가 시간 함수에 따라서 계속 이동하게 하도록 상기 처리 시스템에 상기 이동 정보를 제공하도록 구성되는
    광학 포인팅 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 네비게이션 센서는 상기 광학 포인팅 장치가 리프트되는 동안에 상기 포인터가 계속 이동하게 하도록 상기 처리 시스템에 상기 이동 정보를 제공하도록 구성되는
    광학 포인팅 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 네비게이션 센서는 상기 포인터가 사용자에 의한 적어도 하나의 파라미터 입력에 따라서 계속 이동하게 하도록 상기 처리 시스템에 상기 이동 정보를 제공하도록 구성되는
    광학 포인팅 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 광학 네비게이션 센서에 의해 수행되는 방법에 있어서,
    상기 광학 네비게이션 센서를 포함하는 광학 포인팅 장치와 네비게이션 표면 사이의 리프트를 검출하는 단계와,
    상기 리프트 이전에 상기 광학 포인팅 장치의 속도가 임계치를 초과하는지 여부를 판정하는 단계와,
    상기 속도가 상기 임계치를 초과하는 경우에만 상기 리프트의 검출에 응답하여 포인터가 계속 이동하게 하도록 처리 시스템에 이동 정보를 제공하는 단계와,
    상기 속도가 상기 임계치를 초과하지 않는 경우에만 상기 리프트의 검출에 응답하여 상기 포인터가 정지하게 하도록 상기 처리 시스템에 상기 이동 정보를 제공하는 단계를 포함하는
    방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 포인터가 선형 감쇄 함수(linear decay function)에 따라서 계속 이동하게 하도록 상기 처리 시스템에 상기 이동 정보를 제공하는 단계를 더 포함하는
    방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 포인터가 지수 함수형 감쇄 함수(exponential decay function)에 따라서 계속 이동하게 하도록 상기 처리 시스템에 상기 이동 정보를 제공하는 단계를 더 포함하는
    방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 포인터가 상기 리프트 동안에 계속 이동하게 하도록 상기 처리 시스템에 상기 이동 정보를 제공하는 단계를 더 포함하는
    방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 포인터가 사용자에 의한 적어도 하나의 파라미터 입력에 따라서 계속 이동하게 하도록 상기 처리 시스템에 상기 이동 정보를 제공하는 단계를 더 포함하는
    방법.
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